扫描探头显微镜的制作方法

本发明涉及扫描探头显微镜。

背景技术：

以往，作为对试样的信息以原子级别、分子级别进行时间分解而取得的装置，提出了光学泵浦探头扫描隧道显微镜(opticalpump-probescanningtunnelingmicroscopy，opp-stm)。在opp-stm中，一边向探针正下方照射脉冲对列，一边将在探针与试样之间流动的隧道电流作为探头信号而读取。由此，能够在飞秒领域对试样的表面现象进行解析。例如，在专利文献1中公开了一种泵探头测量装置，其特征在于，具备：超短光脉冲激光发生部，其产生成为泵浦光的第一超短光脉冲列、相对于该泵浦光具有第一延迟时间并成为探头光的第二超短光脉冲列、以及相对于该泵浦光具有第二延迟时间且成为探头光的第三超短光脉冲列；光闸部，上述第二及第三超短光脉冲列入射该光闸部；光闸控制部，其控制上述光闸部；照射光学系，其向试样照射上述泵浦光及探头光；以及检测部，其包括检测来自该试样的探头信号的传感器和与该传感器连接的相位敏感检测单元，上述第二超短光脉冲列和上述第三超短光脉冲列的上述探头光相对于上述泵浦光的延迟时间由光闸控制部周期性地调制，并交替地作为探头光照射上述试样，使上述探头信号与上述延迟时间的周期性调制同步，并通过上述相位敏感检测单元检测。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013－32993号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

发明者们为了进一步发展纳米级的科学技术，开拓新的功能，发现了以下的新课题：需要精密地评价包括电荷移动、跃迁、传导等的光致载体的量子动态。但是，在专利文献1记载的发明中无法控制并观察量子动态。

用于解决课题的方案

本发明的第一方案的扫描探头显微镜，其特征在于，具备：泵浦光输出部，其向试样照射具有第一预定的相位的泵浦光，多次进行激励上述试样的泵浦光照射；探头光输出部，其在上述试样被一次的上述泵浦光照射激励的期间向上述试样照射一次具有第二预定的相位的探头光；以及扫描探头，其从上述试样检测对应于每一次的上述探头光的照射的探头信号，上述泵浦光输出部或上述探头光输出部包括延迟时间调整部，该延迟时间调整部调整从上述泵浦光的照射开始到上述探头光的照射开始的延迟时间。

本发明的第二方案的扫描探头显微镜，其特征在于，具备：泵浦光输出部，其向试样照射具有第一预定的相位的泵浦光，进行一次以上激励上述试样的泵浦光照射；探头光输出部，其在上述试样被一次的上述泵浦光照射激励的期间，向上述试样照射两次以上具有第二预定的相位的探头光；以及扫描探头，其从上述试样检测对应于每一次的上述探头光的照射的探头信号。

发明的效果

根据本发明，能够控制并观察量子动态。

附图说明

图1是表示第一实施方式的电子显微镜1的概要结构的图。

图2是扫描探头5的前端部附近的放大图。

图3中，图3(a)是表示泵浦光21的时间波形的图，图3(b)是表示泵浦光21的频谱的图。

图4是表示第一实施方式的泵浦光21及探头光31的时间变化的示意图。

图5是表示变形例1中的悬臂的前端与试样900的距离的图。

图6是表示变形例5中的泵浦光21及探头光31的时间变化的示意图。

图7是表示第二实施方式的电子显微镜1a的概要结构的图。

图8是表示进行开关调制的情况下的调制部3b的结构的图。

图9是表示进行相位调制的情况下的调制部3b的结构图。

图10是表示第三实施方式中的泵浦光21及探头光31的时间变化的示意图。

图11是表示第三实施方式的变形例2中的泵浦光21及探头光31的时间变化的示意图。

具体实施方式

—第一实施方式—

以下，参照图1～图4，对作为本发明的扫描探头显微镜的电子显微镜的第一实施方式进行说明。

图1是表示电子显微镜1的概要结构的图。电子显微镜1具备泵浦光输出部2、探头光输出部3、以及扫描探头5。泵浦光输出部2及探头光输出部3如后述地同步动作。探头光输出部3具备调整延迟时间的延迟时间调整部3a。

图2是扫描探头5的前端部附近的放大图。试样900为电子显微镜1的观察对象，且被配置于扫描探头5的前端部附近。扫描探头5具备探针51。当对探针51与试样900之间施加电压时，在探针51的前端部即探针前端部51a与试样900的表面之间流动隧道电流。在该探针前端部51a，有时通过探针增强来增强电场，其增强幅度多种多样，例如增强为10的5～6次方。

泵浦光输出部2向试样900照射泵浦光21，探头光输出部3向试样900照射探头光31。试样900当被照射泵浦光21时激励，如后述地，在试样900激励的期间，照射探头光31。通过探头光31对探针51与试样900之间施加电压，因此将在探针前端部51a与试样900的表面之间的流动的隧道电流作为探头信号取得。扫描探头5具备未图示的存储部，记录取得的探头信号。

延迟时间调整部3a调整从开始泵浦光21对试样900的照射到开始探头光31对试样900的照射的延迟时间。如上所述，泵浦光输出部2及探头光输出部3同步动作，因此电子显微镜1能够通过延迟时间调整部3a任意设定延迟时间。在第一实施方式中，使用延迟时间调整部3a使延迟时间按照多种方式变化并进行测量。

泵浦光输出部2具有预定的相位，只要能够输出适于对在探针前端部51a和试样900的表面生成的隧道结的照射的强度的光即可，结构没有特别限定。泵浦光输出部2例如具备激光光源和非线性光学晶体，向非线性形光学晶体照射激光光源产生的激光脉冲，产生太赫兹波。该太赫兹波每次具有相同的相位。作为激光光源，能够使用钛宝石激光。作为非线性光学晶体，能够使用铌酸锂(linbo3)的晶体。此外，泵浦光输出部2也可以构成为还包括多个光学系。

图3(a)是表示将重复频率1mhz、脉冲持续时间130fs、中心波长800nm的钛宝石激光作为光源且使该钛宝石激光透过linbo3的晶体而得到的泵浦光21的时间波形的图。图3(b)是表示图3(a)的频谱的图。图3(a)及图3(b)中示出了与激光光源输出的一个脉冲对应的泵浦光21的时间波形及频谱，本实施方式中将其称为“一次输出的泵浦光21”。该激光光源的重复频率为1mhz，因此泵浦光输出部2每1μs输出图3所示的相同的相位的泵浦光21。

泵浦光输出部2不具备调整相位的机构，但作为其物理特性，输出的泵浦光21的相位相同。即，换言之，泵浦光输出部2输出具有第一预定的相位的泵浦光21。

图3(a)所示的电场强度的时间变化如下。即，在图示左端的0ps为0kv/cm，在4ps附近向负侧变大，在5ps附近反转，急速地增加，并达到10kv/cm。之后，电场强度在减少到－6kv/cm左右后，在0kv/cm附近小幅反复增减。若详细观察电场强度的时间变化，则如上所述，但若将图3(a)所示的一次输出的泵浦光21关注为具有10kv/cm的振幅的周期约2ps的正弦波，则仅包含半周期。另外，若考虑电场强度的大小对探针51与试样900之间的偏压、即隧道电流产生影响，则在波中，由振幅相对大的区域(部分)决定。

因此，一次输出的泵浦光21能够视为仅由该波中相对具有某较大的振幅的正弦波的半周期构成。换言之，一次输出的泵浦光21仅由具有支配性的强度的波的半周期构成。另外，在图3(a)的6ps附近存在－6kv/cm的负值，但一次输出的泵浦光21能够视为由具有某较大的振幅的电场的1个周期构成。

如图3(b)所示，泵浦光21含有宽幅的频率成分，因此，能够通过泵浦光21发生多种反应。

探头光输出部3与泵浦光输出部2同样地具备例如激光光源和非线性光学晶体，向非线性光学晶体照射激光光源产生的激光脉冲，从而产生光。但是，探头光31相比泵浦光21需要周期更短，因此使用的激光光源及非线性光学晶体的至少一方与泵浦光输出部2不同。探头光输出部3能够使用脉冲持续时间10fs的钛宝石激光作为激光光源。作为非线性光学晶体，能够使用硒化镓(gase)。此外，探头光输出部3也可以还含有多个光学系而构成。探头光31的波形与图3(a)所示的波形大致相同。但是，相比泵浦光21，探头光31的周期短，为约30fs(30×10＾－15秒)。

另外，探头光输出部3与泵浦光输出部2同样地不具备调整相位的机构，但作为其物理特性，输出的探头光31的相位相同。即，换言之，探头光输出部3输出具有第二预定的相位的探头光31。泵浦光21的相位与探头光31的相位的关系是任意的，无需使两者相同。本实施方式中，泵浦光21及探头光31的相位不变化是重要的。

泵浦光输出部2及探头光输出部3同步输出。同步的单元既可以使各自的激光光源同步动作，也可以使来自各自的激光光源的输出穿过同一或联动动作的狭缝。

探针51例如由直径0.3mm的铂铱合金(80/20％)丝作成，探针前端51a的直径为40nm。

图4是在第一实施方式中表示泵浦光21及探头光31的时间变化的示意图。图4的上层是表示向试样900照射的泵浦光21的强度的时间变化的图，图4的下层是表示向试样900照射的探头光31的强度的时间变化的图。其中，在图4的下层中，为了提高可视性，将探头光31的照射时间表示得比实际长。另外，图4中，根据作图的情况，将泵浦光21及探头光31的强度设为矩形波，但实际上如图3所示。另外，图4示出了泵浦光21的相位固定以及探头光31的相位固定。

图4所示的例中，将延迟时间设为5种。即，表示为时刻t1～t2的第一模式、表示为时刻t3～t4的第二模式、表示为时刻t5～t6的第三模式、表示为时刻t7～t8的第四模式、表示为时刻t9～t10的第五模式。其中，t1～t10可以是连续的时间系列，也可以不连续。也可以是，例如，在t1～t2所示的第一模式下连续测量100万次后，在第二模式下连续测量100万次，再在第三模式下连续测量100万次…。

在任意的模式下，照射泵浦光21的时间共通为2ps，照射探头光31的时间共通为30fs。任意的模式下，在照射一次泵浦光21的期间，照射一次探头光31。在第一模式下，泵浦光21和探头光31无延迟地照射试样900，因此，延迟时间为零。第二～第五模式下，延迟时间分别为t22、t33、t44、t55。它们具有t22＜t33＜t44＜t55的关系。而且，pn5的下降和pb5的下降、即模式5的泵浦光21的照射的结束和探头光31的照射的结束为同时。

根据上述的第一实施方式，可以得到以下的作用效果。

(1)电子显微镜1具备：对试样900照射泵浦光21进行多次激励试样900的泵浦光照射的泵浦光输出部2；在试样900通过一次的泵浦光照射激励的期间对试样900照射一次探头光31的探头光输出部3；以及从试样900检测对应于每一次的探头光31的照射的探头信号的扫描探头5。探头光输出部3包括调整从泵浦光的照射开始到探头光的照射开始的延迟时间的延迟时间调整部3a。因此，通过向试样900照射泵浦光21将试样的状态激励，并在该激励中照射探头光31得到探头信号，从而能够控制并观察激励中的状态、即量子动态。另外，探头信号表示探针51的正下方即从纳米级到原子级的非常窄的区域的状态，因此，通过使用电子显微镜1，能够控制并观察局部的量子动态。

(2)泵浦光输出部2一次输出的泵浦光21包括不足一个周期的具有支配性的强度的波。另外，各个泵浦光21中，电场的相位确定，且能够控制其相位。因此，能够精密地控制因照射的泵浦光21而产生的试样900的变化。假设，如果一次照射的泵浦光21的相位未确定，则缺乏泵浦光21的再现性，特别是从泵浦光21的照射开始，历时变化不一定，因此探头信号不能再现。具体而言，例如，进行在图4的时刻t1～t2所示的计测的情况下得到的探头信号每次不同。当然，该情况下不能全部得到试样900的特性，可以说仅可平均化得到不精确的测量值。因此，无法观察通过泵浦光21控制的变化的中途，成为测量被泵浦光21激励后的缓和过程。与此相对，本实施方式中，泵浦光21包括不足一个周期的具有支配性的强度的波，相位被控制为确定，因此可得到在同一条件下的多次的尝试中确定的状态的探头信号，因此可得到可以说特定的条件下的精确的测量值。

(3)探头光输出部3一次输出的探头光31包括不足一个周期的具有支配性的强度的波，且能够控制确定的相位。因此，可以高精度地计算探头光31对探头信号的影响，能够高精度地解析得到的探头信号。

(变形例1)

作为原子间力显微镜的一种的调频原子力显微镜(fm－afm：frequencymodulation-atomicforcemicroscope)也可以应用本发明。其中，该fm－afm以仅在引力区域动作的非接触模式动作。本变形例中，扫描探头5具有探针51设于悬臂的前端的结构。而且，通过外力使该探针51振动，根据振幅、频率读取向悬臂照射光使试样900变化的影响。即，本变形例中，不使用探头光31，而是通过读取自利用泵浦光21使试样900激励起某些延迟时间后的悬臂的振动的变化，控制并观察局部的量子动态。

本变形例中，需要如下精密地设定探针51与试样900的距离。原子间力一般在被称为1nm以下的相互作用距离以下进行作用，因此通过适当设定悬臂与试样900的距离以及悬臂的振幅，能够以合适的定时测量试样900的状态。

图5(a)是表示变形例1的适当的距离设定的图，图5(b)及图5(c)是表示不适当的距离设定的图。图5(a)～图5(c)均横轴表示时间，纵轴表示试样900与悬臂前端的距离。在此，将相互作用距离设为1nm。悬臂振动，因此试样900与悬臂前端的距离周期性变化。

假设，若如图5(b)那样设定悬臂的位置及振幅，则悬臂的前端位置始终比相互作用距离远，无法测量试样900的状态。另外，假设，若如图5(c)那样设定悬臂的位置及振幅，则悬臂的前端位置始终比相互作用距离近，始终受试样900的影响。图5(c)所示的状态相当于在第一实施方式中始终照射探头光31的状态。

若如图5(a)那样设定悬臂的位置及振幅，则在悬臂的振动周期中的ts～te的时间，悬臂的前端位置为相互作用距离以下，受试样900的影响。即，图5(a)的ts～te的时间相当于第一实施方式中的照射探头光31的时间、即相当于图4的pb1的宽度的时间。因此，通过如图4中的pn1与pb1的关系地照射比ts～te的时间更长的时间的泵浦光21，能够使用fm－afm得到与第一实施方式相同的作用效果。另外，根据本变形例，也能够将非导电体设为试样900。

此外，使悬臂振动的频率优选为悬臂的共振频率，悬臂的共振频率由悬臂的原材料、形状等决定。另外，在缩短相互作用力作用的时间的情况下，悬臂受到的影响轻微，因此需要进行高灵敏度的信号检测，换言之，需要进行降低噪声的改良。

(变形例2)

上述的第一实施方式中，在第一模式下泵浦光21的照射开始和探头光31的照射开始为同时，在第五模式下泵浦光21的照射结束和探头光31的照射结束为同时。但是，也可以在第一模式下泵浦光21的照射开始和探头光31的照射开始也可以不一致，也可以在第五模式下泵浦光21的照射结束和探头光31的照射结束不一致。另外，也可以延迟时间调整部3a调整的延迟时间不是五种，只要至少为一个即可。另外，探头光输出部3也可以还在泵浦光输出部2未照射泵浦光21的期间照射探头光31。

(变形例3)

上述的第一实施方式中，探头光输出部3具备延迟时间调整部3a。但是，泵浦光输出部2也可以具备与延迟时间调整部3a同样的结构。换言之，在第一实施方式中，泵浦光21的输出定时在第一模式～第五模式中均恒定，且使探头光31的输出定时变化，但是，也可以将探头光31的输出定时设为恒定，并使泵浦光21的输出定时变化。泵浦光21与探头光31的相对关系、即延迟时间的长度是重要的，以哪个为基准只不过是设计事项而已。

(变形例4)

上述的第一实施方式中，探头光输出部3具备激光光源和非线性光学晶体。但是，在激光光源的输出能够直接用作探头光的情况下，探头光输出部3也可以不具备非线性光学晶体。例如，在波长为800nm左右的中红外区域中，若激光光源输出的脉冲宽度比5fs短，则也可以将该激光光束不向非线性光学晶体照射地用作探头光。

(变形例5)

上述的第一实施方式中，一次输出的泵浦光21包括不足一个周期的具有支配性的强度的波。但是，一次输出的泵浦光21也可以包括多个周期的具有同一强度的波。

图6是表示变形例5中的泵浦光21及探头光31的时间变化的示意图。图6所示的例中，一次输出的泵浦光21与第一实施方式不同，而是包括3.5个周期的具有某恒定的振幅的波。另一方面，一次输出的探头光31与第一实施方式同样地包括不足一个周期的具有支配性的强度的波。具体而言，例如，在时刻t1～t2所示的第一模式下持续测量100万次后，在时刻t3～t4所示的第二模式持续测量100万次，再在接下来的时刻t5～t6所示的第三模式下测量100万次。此时，探头光31的照射开始定时在第一模式下与第一周期的探头光pn1－1的照射同时。在第二模式下，同样地从第一周期的探头光pn2－1的照射开始延迟第一预定的时间。第三模式下，同样地从第一周期的探头光pn3－1的照射开始再延迟第二预定的时间。

在这样一次输出的泵浦光21包括多周期具有预定的强度的波的情况下，通过使探头光31的照射定时与泵浦光21的特定的周期一致，可得到与第一实施方式同样的作用效果。即，在本变形例中，探头光31与泵浦光21的第一周期定时一致，但也可以与第二周期定时一致，也可以与第三周期定时一致。

(变形例6)

上述的第一实施方式中，探头光31含有不足一个周期的具有支配性的强度的波。但是，探头光31也可以在条件上添加电极的极性的正负为非对称，另外，也可以在条件上添加包括不足仅具有一方的极性的半个周期。在条件上添加正负非对称是因为在正负对称的情况下，若电场强度进行积分，则成为零，不建议这样。另外，为了防止累加时的正负抵消，也可以仅将正及负的一方的极性作为不足半个周期。

—第二实施方式—

参照图7～图8，对作为本发明的扫描探头显微镜的电子显微镜的第二实施方式进行说明。在以下的说明中，对与第一实施方式相同的结构要素标注相同的符号，并以不同点为主进行说明。特别地，不说明的点与第一实施方式相同。本实施方式中，主要在进行探头光的调制的方面与第一实施方式不同。

图7是表示第二实施方式的电子显微镜1a的概要结构的图。本实施方式的探头光输出部3在第一实施方式的结构的基础上，具备进行开关调制或相位调制的调制部3b。扫描探头5在第一实施方式的结构的基础上，具备锁定放大器5a。锁定放大器5a与调制部3b通过信号线5b连接。调制部3b经由信号线5b向锁定放大器5a输出参照信号。锁定放大器5a使用从调制部3b输入的参照信号，从探头信号抽出与探头光31同步的成分。

(调制部3b)

调制部3b例如能够使用狭缝实现开关调制。特别是通过使在圆周方向上具有开口部的后述的狭缝板110旋转，从而能够容易地实现周期性的探头光31的遮断。

图8是表示进行开关调制的情况下的调制部3b的结构的图。调制部3b能够使用狭缝板110实现开关调制。狭缝板110具备切口部113。通过剖面线表示的符号op表示探头光31的光路。图8中，光路op的位置恒定，狭缝板110旋转，当切口部113到达光路op的位置，探头光31照射试样900。

调制部3b能够使用例如以下说明的用符号121和符号122表示的两个透镜控制相位、即载波包络相位(carrier-envelopephase，cep)。

图9是表示进行相位调制的情况下的调制部3b的结构的图。图9中，用剖面线表示的符号op表示探头光31的光路。如图9所示，第一透镜121和第二透镜122沿光路op互相对置地配置。通过使探头光31穿过第一透镜121和第二透镜122，能够将探头光31控制为期望的cep。

第一透镜121和第二透镜122的材料均只要具备针对于探头光31的透过性即可，透过性越高越优选。第一透镜121和第二透镜122的形状优选相同，根据期望的cep的形态，能够选择球面透镜、圆柱透镜。在对调制部3b配置球面透镜作为第一及第二透镜的情况下，能够将cosin型(φcep＝0)的探头光31转换成反cosin型(φcep＝π)。另一方面，在将圆柱透镜配置为第一及第二透镜的情况下，能够将cosin型的探头光31转换成sin型(φcep＝π/2)。通过控制探头光31的相位，能够控制电场的方向。

而且，通过是否使探头光31穿过第一透镜121和第二透镜122，能够切换探头光31的相位。例如，切换是将cosin型(φcep＝0)的探头光31直接输出呢，还是使其透过一组透镜作为反cosin型(φcep＝π)而输出呢，或者还是作为φcep＝π/2输出呢等。

第一透镜121和第二透镜122分别至少具有一个入射面和射出面。使第一透镜121的射出面121b和第二透镜122的入射面122a对置配置。在作为配置球面透镜的方案的具体例的图9中，将第一透镜121和第二透镜122配置成，使第一透镜121的射出面121b和第二透镜122的入射面122a对置，使thz波从第一透镜121的入射面121a透过射出面121b后，从第二透镜122的入射面122a透过射出面122b。使用圆柱透镜的情况下也优选以相同的要领配置。

根据上述的第二实施方式，可以得到以下的作用效果。

(4)探头光输出部3包括调制探头光的调制部3b。电子显微镜1a具备从探头信号抽出与调制部3b进行了调制的探头光同步的成分的锁定放大器5a。因此，即使探头信号含有噪声，也能够得到期望的信号。此外，在探头光31具有的能量较少的情况下，能够使用容易实施的开关调制。但是，在探头光31具有的能量较多的情况下，若进行开关调制，则与探头光31的开关联动地，探针51伸缩，产生大的影响、即成为新的噪声源。这样的情况下，使用相位调制。

(第二实施方式的变形例1)

调制部3b也可以进行开关调制及相位调制以外的调制。例如，调制部3b也可以进行延迟时间调制。

(第二实施方式的变形例2)

上述的第二实施方式中，探头光输出部3具备调制部3b。但是，泵浦光输出部2也可以具备调制部。在本变形例中也可得到如下效果：即使探头信号含有噪声，也能够得到期望的信号。

—第三实施方式—

参照图10，对作为本发明的扫描探头显微镜的电子显微镜的第三实施方式进行说明。以下的说明中，对与第一实施方式相同的结构要素标注相同的符号，主要说明不同点。特别地，不说明的点与第一实施方式相同。本实施方式中，与第一实施方式的不同点主要在于，在照射一次泵浦光的期间，照射多次探头光。

第三实施方式中的电子显微镜1的结构与第一实施方式相同。但是，探头光输出部3输出的探头光31的时间间隔比第一实施方式短。另外，扫描探头5每当探头光31照射一次便进行测量。即，在本实施方式中，探头光31照射的时间间隔比第一实施方式短，因此扫描探头5测量记录的响应时间要求比第一实施方式短。

图10是表示泵浦光21及探头光31的时间变化的示意图。图10相当于第一实施方式的图4。泵浦光21的照射时间例如与第一实施方式同样地为2ps，探头光31的照射时间例如与第一实施方式同样地为30fs。本实施方式中，在泵浦光21照射的期间，探头光31照射多次，例如，如图10所示地照射pb1～pb5的合计五次。扫描探头5测量记录与探头光31分别对应的探头信号。

根据上述的第三实施方式，可以得到以下的作用效果。

(5)电子显微镜1具备：向试样900照射泵浦光21进行一次以上激励试样的泵浦光照射的泵浦光输出部2；在试样900被一次的泵浦光照射激励的期间向试样900照射两次以上的探头光31的探头光输出部3；以及从试样检测与每一次的探头光31的照射对应的探头信号的扫描探头5。因此，可短时间得到与第一实施方式同样的效果。换言之，第三实施方式的电子显微镜1能够短时间控制并观察量子动态。

(第三实施方式的变形例1)

上述的第三实施方式中，泵浦光21的照射开始和探头光31的第一次照射开始是同时的，泵浦光21的照射的结束和探头光31的第五次的照射结束是同时的。但是，泵浦光21的照射开始和探头光31的第一次的照射开始也可以不一致，泵浦光21的照射的结束和探头光31的第五次的照射结束也可以不一致。另外，泵浦光21照射一次的期间照射的探头光31的次数也可以不是五次，只要是两次以上即可。即，只要在泵浦光21的照射中，探头光31至少照射两次，两者的照射开始的定时差显著即可。另外，也可以在不照射泵浦光21的期间进一步照射探头光31。

(第三实施方式的变形例2)

上述的第三实施方式中，一次输出的泵浦光21含有不足一个周期的具有支配性的强度的波。但是，一次输出的泵浦光21也可以包括多个周期具有同一强度的波。该情况下，探头光31输出与一次的泵浦光21含有的周期相同的次数。

图11是表示变形例6中的泵浦光21及探头光31的时间变化的示意图。在图11所示的例中，一次输出的泵浦光21与第一实施方式不同，含有三个周期的具有某恒定的振幅波。图11中的虚线表示泵浦光21含有的一个周期的始点及终点。在时刻t1～t4所示的第一模式下，当开始泵浦光21的各周期的输出时，同时输出探头光31。在时刻t5以后所示的第二模式下，当开始泵浦光21的各周期的输出时，在预定的延迟时间后，输出探头光31。但是，第二模式根据图示的情况途中中断。

也可以在第一模式反复多次、例如10万次后，开始第二模式，也可以在第一模式仅进行一次后，开始第二模式。

根据本变形例，第一实施方式中的图4的t1～t2所示的泵浦光21及探头光31的输出反复多次，因此具有获得的探头信号比第一实施方式增强的优点。

上述的各实施方式及变形例也可以分别组合。上述中对各种实施方式及变形例进行了说明，但本发明不限于这些内容。在本发明的技术性的思想的范围内想到的其它方案也包含在本发明的范围内。

符号的说明

1、1a—电子显微镜，2—泵浦光输出部，21—泵浦光，3—探头光输出部，31—探头光，3a—延迟时间调整部，3b—调制部，5—扫描探头，51—探针。